App Envir Micro：肉毒杆菌病的潜在解毒剂

肉毒神经毒素(BoNTs)是人类已知的最有毒的蛋白质，是由厌氧细菌的不同菌株合成的7种(血清型A至G型)免疫截然不同的蛋白家族。，其持久的麻痹作用、极端的毒性、易于生产和缺乏解毒剂，使BoNTs成为一级生物威胁剂。肉毒杆菌可以通过食物中毒以外的途径获得，如通过伤口污染，以及通过儿童和婴儿的消化道定植。肉毒梭菌。作为肉毒杆菌中毒的病原体，毒素通过三种可溶性物质中的一种而阻断神经递质的释放。

研究人员已经发现了一种能强烈抑制肉毒杆菌神经毒素的化合物，这是一种已知的最有毒的化合物。这种抑制性化合物，即硝基苯补骨脂素（NPP），可以作为一种治疗方法来减少肉毒杆菌引起的瘫痪。肉毒杆菌神经毒素被认为是一种潜在的生物武器，因为没有FDA批准的解毒剂。这项研究发表在 Applied and Environmental Microbiology上，这是美国微生物学会的一份杂志。

在这项研究中，研究人员的第一步是确定肉毒杆菌神经毒素中损害神经元的酶，从而导致瘫痪。然后他们筛选了一个包含300多种来自印度药用植物提取物的天然化合物库，寻找能够中和神经元损伤活性的酶。科学家们利用高通量筛选，我们发现其中一种化合物--硝基苯补骨脂素(NPP)，对神经元破坏酶具有特别强的活性。

硝基苯补骨脂素(3-(4-nitrophenyl)-7H-furo[3，2-g]chromen-7-one，)的结构。

研究人员随后在体外和细胞培养中测试了NPP对肉毒杆菌神经毒素A型的活性，A型是肉毒杆菌毒素七个血清型中最有力的血清型。A型NPP具有强大的抗肉毒杆菌毒素活性，对人类细胞的毒性很低。

为了更好了解NPP对BOT/A介导的肌肉麻痹的影响，研究人员以0.03Hz频率刺激离体小鼠膈肌膈神经，诱发收缩张力。结果显示NPP逆转A型肉毒杆菌神经毒素诱导的小鼠肌肉瘫痪的活性。

BOT/A介导的肌肉抑制小鼠膈肌收缩张力的时间历程为0.03Hz

目前肉毒杆菌中毒的治疗包括呼吸支持治疗和抗毒素治疗。唯一批准成人使用的抗毒素是一种多克隆七价(血清型A、B、C、D、E、F、G型)马抗毒素，命名为肉毒杆菌抗毒素(BAT)。为了治疗婴儿肉毒杆菌病，从人血清的血浆中提取的BabyBIG已经研制出来。通过中和循环毒素，这些抗毒素阻止毒素进一步与神经细胞结合，但不能逆转毒素在细胞内造成的瘫痪。为了有效，这些抗体必须在神经元吸收毒素之前进行注射。由于以抗体为基础的肉毒杆菌病治疗窗口有限，早期发现和诊断是成功的关键。

这些研究表明，天然化合物有潜力成为有效的肉毒杆菌抑制剂。在美国，补骨脂素衍生的药物已经被FDA批准，这很可能会加快NPP的药物审批过程。

文章参考：Kruti B. Patel, Shuowei Cai, Michael Adler, Brajendra K. Singh, Virinder S. Parmar, Bal Ram Singh. Natural Compounds and their Analogues as Potent Antidotes against the Most Poisonous Bacterial toxin. Applied and Environmental Microbiology, 2018; DOI: 10.1128/AEM.01280-18